本发明总体上涉及电子电路领域,更特别地,涉及一种电路装置,用于该电路装置的供电方法,以及包括该电路装置的电子设备。
背景技术:
1、电池容量一直是便携式电子设备的痛点之一,期望提供具有更大容量并且体积小重量轻的电池,以延长每次充电后电子设备的使用时间,并且便于携带。电池能量密度与负极材料的比容量正相关,目前使用的石墨负极的比容量已经达到360mah/g左右,接近理论比容量极限372mah/g。硅基负极材料的理论比容量高达4200mah/g,是石墨负极的10倍多,因此是非常具有潜力的下一代高能量密度锂离子电池负极材料。
2、在电池的使用过程中,伴随着放电过程,电池电压会下降。为了防止过度放电对电池造成的不可逆损害,当电池电压下降到一预定值时,会强制电子设备关机,终止放电过程,该电压预定值也称为放电截止电压。
技术实现思路
1、使用石墨负极的锂离子电池的放电截止电压一般在3.0v左右,具体电压值可能因电池所使用的正负极材料而有所不同。当接近放电截止电压时,电池内阻会增大,导致实际提供给外部负载的电压低于放电截止电压。此外,考虑到电子设备的供电电路提供的电压一般会有数百毫伏的波动,业内称为电压波纹(ripple),实际提供给外部负载的最低电压值会更低一些。另一方面,一些半导体元件具有最低工作电压,必须在比该最低工作电压更大的电压下才能正常工作,例如场效应晶体管的最低导通电压一般在1v以上。在设计电子电路时,需要考虑电路中各个元件上的电压降,确保在正常电源电压范围内,电路中的各个元件都能正常工作。当电源电压低于最低电压阈值时,电路中的某些元件可能不能正常工作,此时需要执行关机操作,以避免误操作或者损伤电路。这个最低电压阈值一般称为关机电压,或者低电压锁定(under-voltage lockout,uvlo)阈值。目前,对于常用的石墨负极的锂离子电池,关机电压一般设置在2.5-2.8v左右。当检测到电源电压降低到关机电压时,则会停止电路的正常运行。
2、预期当未来使用硅基负极材料时,由于硅基负极的充放电特性,锂离子电池的放电截止电压会降低,例如降低到2.7v或者甚至2.5v左右,考虑到电池内阻和电压波纹等因素,理论上电子电路的关机电压可以降低到1.9-2.2v左右,更低的关机电压也有利于更充分地利用电池中储存的电量。但是,在电池电压降低到1.9v之前,电路中的一些半导体元件可能就已经无法正常运行了。因此,如何实现更低的关机电压以充分利用电池中储存的电量,同时确保电路能够在执行关机操作之前正常运行,是一个需要解决的技术问题。
3、应理解,上面给出的各个电压值仅是示例,取决于具体应用而可以有所不同。
4、针对上述以及其他问题,提出了本发明。
5、本发明的一个方面提供一种电路装置,包括:第一功能电路;用于为所述第一功能电路供电的供电电路;用于检测电源电压的第一电压检测电路;以及控制电路。当所述第一电压检测电路检测到所述电源电压高于或等于第一阈值电压时,发送第一检测信号给所述控制电路,响应于所述第一检测信号,所述控制电路控制所述供电电路,使得所述供电电路提供所述电源电压为所述第一功能电路供电。当所述第一电压检测电路检测到所述电源电压低于所述第一阈值电压时,发送第二检测信号给所述控制电路,响应于所述第二检测信号,所述控制电路控制所述供电电路,使得所述供电电路提供比所述电源电压更高的升压电压为所述第一功能电路供电。
6、在一示例性实施例中,所述供电电路包括接收电源电压的升压电路。响应于所述第一检测信号,所述控制电路控制所述升压电路工作在直通模式,以提供所述电源电压为所述第一功能电路供电;响应于所述第二检测信号,所述控制电路控制所述升压电路工作在升压模式,以提供所述升压电压为所述第一功能电路供电。
7、在一示例性实施例中,所述供电电路包括:用于接收所述电源电压的第一电源接口;以及用于接收所述升压电压的第二电源接口。响应于所述第一检测信号,所述控制电路控制所述供电电路,以将所述第一电源接口上接收到的所述电源电压提供给所述第一功能电路;响应于所述第二检测信号,所述控制电路控制所述供电电路,以将所述第二电源接口上接收到的所述升压电压提供给所述第一功能电路。
8、在一示例性实施例中,所述供电电路包括升压电路和与所述升压电路并联的旁路路径,所述升压电路和所述旁路路径的输入端用于接收所述电源电压。响应于所述第一检测信号,所述控制电路控制所述供电电路,使得所述旁路路径电连接到所述第一功能电路,并且断开所述升压电路与所述第一功能电路之间的电连接,从而使用所述电源电压为所述第一功能电路供电;响应于所述第二检测信号,所述控制电路控制所述供电电路,使得所述升压电路电连接到所述第一功能电路,并且断开所述旁路路径与所述第一功能电路之间的电连接,从而使用所述升压电路输出的升压电压为所述第一功能电路供电。
9、在一示例性实施例中,所述电路装置还包括:用于检测所述电源电压的第二电压检测电路。当所述第二电压检测电路检测到所述电源电压高于或等于第二阈值电压时,发送第三检测信号给所述控制电路,所述第二阈值电压低于所述第一阈值电压,响应于所述第三检测信号,所述控制电路使能所述供电电路,以向所述第一功能电路供电。当所述第二电压检测电路检测到所述电源电压低于所述第二阈值电压时,发送第四检测信号给所述控制电路,响应于所述第四检测信号,所述控制电路禁用所述供电电路,以停止向所述第一功能电路供电。
10、在一示例性实施例中,所述电路装置还包括:第二功能电路。当所述控制电路使能所述供电电路时,所述供电电路提供升压电压向所述第二功能电路供电;当所述控制电路禁用所述供电电路时,所述供电电路停止向所述第二功能电路供电。
11、在一示例性实施例中,所述升压电路是第一升压电路,所述供电电路还包括第二升压电路,并且所述电路装置还包括第二功能电路和用于检测所述电源电压的第二电压检测电路。当所述第二电压检测电路检测到所述电源电压高于或等于第二阈值电压时,发送第三检测信号给所述控制电路,所述第二阈值电压低于所述第一阈值电压,响应于所述第三检测信号,所述控制电路使能所述供电电路,从而使用所述第二升压电路提供的升压电压为所述第二功能电路供电。当所述第二电压检测电路检测到所述电源电压低于所述第二阈值电压时,发送第四检测信号给所述控制电路,响应于所述第四检测信号,所述控制电路禁用所述供电电路,从而停止向所述第二功能电路供电。
12、在一示例性实施例中,所述电路装置还包括:第二功能电路;以及用于检测所述电源电压的第二电压检测电路。当所述第二电压检测电路检测到所述电源电压高于或等于第二阈值电压时,发送第三检测信号给所述控制电路,所述第二阈值电压低于所述第一阈值电压,响应于所述第三检测信号,所述控制电路使能所述供电电路,从而将所述第二电源接口上接收到的所述升压电压提供给所述第二功能电路。当所述第二电压检测电路检测到所述电源电压低于所述第二阈值电压时,发送第四检测信号给所述控制电路,响应于所述第四检测信号,所述控制电路禁用所述供电电路,从而停止向所述第二功能电路供电。
13、在一示例性实施例中,所述电路装置还包括:第二功能电路;以及用于检测所述电源电压的第二电压检测电路。当所述第二电压检测电路检测到所述电源电压高于或等于第二阈值电压时,发送第三检测信号给所述控制电路,所述第二阈值电压低于所述第一阈值电压,响应于所述第三检测信号,所述控制电路使能所述供电电路,从而使用所述升压电路提供的升压电压为所述第二功能电路供电。当所述第二电压检测电路检测到所述电源电压低于所述第二阈值电压时,发送第四检测信号给所述控制电路,响应于所述第四检测信号,所述控制电路禁用所述供电电路,从而停止向所述第二功能电路供电。
14、本发明的另一方面提供一种电路装置的供电方法,包括:检测电源电压;当所述电源电压高于或等于第一阈值电压时,使用所述电源电压为第一功能电路供电;以及当所述电源电压低于所述第一阈值电压时,使用比所述电源电压更高的升压电压为所述第一功能电路供电。
15、在一示例性实施例中,所述电路装置包括用于对所述电源电压进行升压以输出升压电压的升压电路。所述方法还包括:当所述电源电压高于或等于第一阈值电压时,控制所述升压电路工作在直通模式,以提供所述电源电压为所述第一功能电路供电;当所述电源电压低于所述第一阈值电压时,控制所述升压电路工作在升压模式,以提供所述升压电压为所述第一功能电路供电。
16、在一示例性实施例中,所述电路装置包括用于接收所述电源电压的第一电源接口和用于接收所述升压电压的第二电源接口。所述方法还包括:当所述电源电压高于或等于第一阈值电压时,使用所述第一电源接口上接收到的所述电源电压为所述第一功能电路供电;当所述电源电压低于所述第一阈值电压时,使用所述第二电源接口上接收到的所述升压电压为所述第一功能电路供电。
17、在一示例性实施例中,所述电路装置包括升压电路和与所述升压电路并联的旁路路径,所述升压电路和所述旁路路径的输入端用于接收所述电源电压。所述方法还包括:当所述电源电压高于或等于第一阈值电压时,使所述旁路路径电连接到所述第一功能电路,并且断开所述升压电路与所述第一功能电路之间的电连接,从而使用所述电源电压为所述第一功能电路供电;当所述电源电压低于第一阈值电压时,使所述升压电路电连接到所述第一功能电路,并且断开所述旁路路径与所述第一功能电路之间的电连接,从而使用所述升压电路输出的升压电压为所述第一功能电路供电。
18、在一示例性实施例中,所述方法还包括:当所述电源电压高于或等于第二阈值电压时,向所述第一功能电路供电,其中所述第二阈值电压低于所述第一阈值电压;当所述电源电压低于所述第二阈值电压时,停止向所述第一功能电路供电。
19、在一示例性实施例中,所述方法还包括:当所述电源电压高于或等于第二阈值电压时,使用比所述电源电压更高的升压电压为第二功能电路供电;当所述电源电压低于第二阈值电压时,停止向所述第二功能电路供电。
20、在一示例性实施例中,所述升压电路是第一升压电路,所述电路装置还包括用于对所述电源电压进行升压的第二升压电路。所述方法还包括:当所述电源电压高于或等于第二阈值电压时,使用所述第二升压电路提供的升压电压为第二功能电路供电,其中所述第二阈值电压低于所述第一阈值电压;当所述电源电压低于第二阈值电压时,停止使用所述第二升压电路提供的升压电压为所述第二功能电路供电。
21、在一示例性实施例中,所述方法还包括:当所述电源电压高于或等于第二阈值电压时,使用所述第二电源接口上接收到的升压电压为所述第二功能电路供电,其中所述第二阈值电压低于所述第一阈值电压;当所述电源电压低于第二阈值电压时,停止使用所述第二电源接口上接收到的升压电压为所述第二功能电路供电。
22、在一示例性实施例中,所述方法还包括:当所述电源电压高于或等于第二阈值电压时,使用所述升压电路提供的升压电压为第二功能电路供电,其中所述第二阈值电压低于所述第一阈值电压;当所述电源电压低于第二阈值电压时,停止使用所述升压电路为所述第二功能电路供电。
23、在一示例性实施例中,所述电源电压是电池电压。
24、本发明的另一方面提供一种电子设备,其包括上述电路装置。
25、在一示例性实施例中,所述电子设备是电池供电的便携式电子设备。
26、在本发明的上述实施例中,当电源电压高于或等于预定值时,可以使用电源电压为功能电路供电;当电源电压低于预定值时,可以使用升压电压为功能电路供电。这样,可以将关机电压设置地较低以充分利用电池电量,同时还能确保电路在电压降低到关机电压之前都能正常运行。
1.一种电路装置,包括:
2.如权利要求1所述的电路装置,其中,所述供电电路包括升压电路,所述升压电路接收所述电源电压,
3.如权利要求1所述的电路装置,其中,所述供电电路包括:
4.如权利要求1所述的电路装置,其中,所述供电电路包括升压电路和与所述升压电路并联的旁路路径,所述升压电路和所述旁路路径的输入端用于接收所述电源电压,
5.如权利要求1至4中的任一项所述的电路装置,还包括:
6.如权利要求5所述的电路装置,还包括:
7.如权利要求2所述的电路装置,其中,所述升压电路是第一升压电路,所述供电电路还包括第二升压电路,并且所述电路装置还包括第二功能电路和用于检测所述电源电压的第二电压检测电路,
8.如权利要求3所述的电路装置,还包括:
9.如权利要求4所述的电路装置,还包括:
10.一种电路装置的供电方法,包括:
11.如权利要求10所述的方法,其中,所述电路装置包括用于对所述电源电压进行升压以输出升压电压的升压电路,
12.如权利要求10所述的方法,其中,所述电路装置包括用于接收所述电源电压的第一电源接口和用于接收所述升压电压的第二电源接口,
13.如权利要求10所述的方法,其中,所述电路装置包括升压电路和与所述升压电路并联的旁路路径,所述升压电路和所述旁路路径的输入端用于接收所述电源电压,
14.如权利要求10至13中的任一项所述的方法,还包括:
15.如权利要求14所述的方法,还包括:
16.如权利要求11所述的方法,其中,所述升压电路是第一升压电路,所述电路装置还包括用于对所述电源电压进行升压的第二升压电路,
17.如权利要求12所述的方法,还包括:
18.如权利要求13所述的方法,还包括:
19.如权利要求10所述的方法,其中,所述电源电压是电池电压。
20.一种电子设备,包括权利要求1至9中的任一项所述的电路装置。